Sol-gel法制備摻雜ZnO薄膜的研究.pdf

1、ZnO是直接寬禁帶半導(dǎo)體材料，室溫下帶隙寬3.37eV，激子結(jié)合能達到60meV，比GaN高出很多，使其在光電等領(lǐng)域有著可觀的應(yīng)用前景。要想使ZnO應(yīng)用在實際生活中，需要解決的問題是實現(xiàn)ZnO的p型摻雜和p-n結(jié)的制備，而且可見光區(qū)的發(fā)光機理，沒有得到大家統(tǒng)一的認可。本文采用溶膠-凝膠的方法制備B單摻、B和N共摻、Na和N共摻ZnO薄膜，考查了不同熱處理溫度以及摻雜濃度等因素對ZnO薄膜的結(jié)晶性、光學(xué)性能的影響，本文摻雜N元素的量與Zn

2、的原子比為2.5：100。
　　研究了B單摻雜、B和N共摻雜ZnO薄膜試樣的性能，在不添加水解控制劑時，所配置溶液出現(xiàn)了白色沉淀，但較少量的水解控制劑不會出現(xiàn)白色沉淀，通過XRD衍射分析，適量的水解控制劑有助于摻雜ZnO結(jié)晶性的提高，當水解控制劑乙酰丙酮用量過多，試樣的（002）峰的強度會降低；此外，少量的B摻入和較低的熱處理溫度會使ZnO的結(jié)晶性和光學(xué)性能明顯改善。然而，在過高或過低熱處理溫度時，會使ZnO出現(xiàn)更多的缺陷，導(dǎo)致結(jié)

3、晶性下降。通過光致發(fā)光譜的分析，發(fā)現(xiàn)紫外發(fā)光峰強度與ZnO結(jié)晶質(zhì)量成正比，過高的B摻雜濃度還會使ZnO透射性得到提高。
　　考查了不同Na摻雜濃度和熱處理溫度對Na和N共摻ZnO薄膜結(jié)晶性和光學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)一定量Na的摻入以及適度的熱處理溫度會使ZnO結(jié)晶性和光學(xué)性能得到改善，通過XRD衍射分析，當Na與Zn原子比為14：100時試樣有著最好(002)峰擇優(yōu)取向性，過高或過低Na的摻入，會誘發(fā)出更多的缺陷使ZnO結(jié)晶性下降。在